磷酸鹽光學(xué)玻璃制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)的名稱為磷酸鹽光學(xué)玻璃。屬于光學(xué)玻璃技術(shù)領(lǐng)域。它主要是解決現(xiàn)有高折射率和高色散的磷酸鹽光學(xué)玻璃因含有Ｓｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３而存在加深玻璃的著色和透過(guò)率降低及含有不混溶的ＳｉＯ２而增加熔化困難，或因含有價(jià)格昂貴的ＧｅＯ２、Ｃｓ２Ｏ等而極大提高生產(chǎn)制造成本的問(wèn)題。它的主要特征是：其組分以氧化物計(jì)含有：２０～３２％Ｐ２Ｏ５；３５～５５％Ｎｂ２Ｏ５；大于０但不大于１５％ＴｉＯ２；大于０但不大于１８％Ｋ２Ｏ；大于０但不大于２２％ＢａＯ；大于０但不大于８％Ｔａ２Ｏ５；大于０但不大于１０％ＷＯ３；０．５～５％Ｆ；還進(jìn)一步含有：０～５％Ｂ２Ｏ３；０～１０％Ｎａ２Ｏ；０～３％Ｌｉ２Ｏ；０～３％ＣａＯ；０～３％ＳｒＯ；０～３％ＺｎＯ；０～３％ＺｒＯ２。本發(fā)明專利技術(shù)的玻璃具有折射率為１．８０≤ｎｄ≤１．９２、阿貝數(shù)１８≤υｄ≤２３范圍內(nèi)的光學(xué)常數(shù)。在４４０ｎｍ或更短的波長(zhǎng)處達(dá)７０％的透過(guò)率，尤其在３９０ｎｍ或更短的波長(zhǎng)處顯示出高的透過(guò)率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于光學(xué)玻璃
，具體涉及一種折射率(IId)為1.80或更大、阿貝數(shù) (υ d)為23或更小，不含有Sb203、Bi203及SiO2等氧化物，也不含有價(jià)格昂貴的Ge02、Cs20等 氧化物，無(wú)著色，且經(jīng)漏注成型并能適于二次模壓制成光學(xué)元件的磷酸鹽光學(xué)玻璃。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，大量數(shù)碼產(chǎn)品對(duì)具有高折射率和高色散的光學(xué)玻璃的使用要求逐年在增 長(zhǎng)，不僅如此，適用領(lǐng)域已擴(kuò)展到了除數(shù)碼產(chǎn)品以外的領(lǐng)域。作為這類相同折射率的玻璃類型有如CN101289275A中所公開(kāi)的是以 SiO2-TiO2-R2O-Nb2O5作為基質(zhì)玻璃，但是隨著折射率和色散的提高，是必要引入更多的 Nb2O5和TiO2，這將使玻璃穩(wěn)定性變得極差，玻璃著色也更加嚴(yán)重。CN101318770A所公開(kāi)的折射率為1. 80 1. 82的磷酸鹽光學(xué)玻璃，屬引入大量 Li2O, Bi2O3的低熔點(diǎn)玻璃。不僅如此，這類玻璃還含有價(jià)格昂貴的GeO2和大量易損傷精壓 模具的WO3。另已知的CN1657461A中公開(kāi)的折射率大于1. 90以上的磷酸鹽玻璃，但這類玻璃 都含有易損傷Pt容器的Bi2O3和不與磷酸鹽混溶的SiO2成分，因此使得玻璃的熔制變得復(fù) 雜化，同時(shí)玻璃組成中還引入較多的Sb2O3成分，這雖然有利于減輕熔制中玻璃的著色，但 著色度(λ 5) 390nm或更短波長(zhǎng)的透過(guò)率將降低，同時(shí)Bi2O3的引入也將加深玻璃的著色。在CN101130450A中所公開(kāi)的這類玻璃也是如此，其不僅含有Bi2O3且還引入了價(jià) 格昂貴的GeO2、Cs2O等氧化物，這將極大提高生產(chǎn)制造成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)致力于解決和消除上述缺陷，本專利技術(shù)的目的是提供一種新型磷酸鹽光學(xué)玻 璃，其實(shí)質(zhì)是不含Sb2O3及Bi203、SiO2等氧化物，也不含有價(jià)格昂貴的Ge02、Cs2O等氧化物。 這種玻璃不僅具有良好的穩(wěn)定性，還具有低的原材料成本和生產(chǎn)制造成本，且制作工藝簡(jiǎn) 單，適于批量化生產(chǎn)。而且，期望本專利技術(shù)光學(xué)玻璃的液相線溫度小于1120°C或更低。玻璃態(tài)在上述高溫 區(qū)具有良好的穩(wěn)定性。當(dāng)將玻璃態(tài)成型為型料時(shí)，玻璃的可成型性進(jìn)一步提高。同時(shí)本專利技術(shù)光學(xué)玻璃具有的粘度適合于使其玻璃態(tài)成型的粘度范圍，因此可提供 優(yōu)異內(nèi)在質(zhì)量的光學(xué)玻璃。本專利技術(shù)通過(guò)一種熱處理方法，可消除不含Sb2O3的玻璃材料所形成的茶色調(diào)，并可 完好地消除玻璃中部與邊部的著色度之差，即使對(duì)特殊尺寸的玻璃材料也是如此。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)進(jìn)行了深入地研究，發(fā)現(xiàn)在以P2O5-Nb2O5-R2O-TiO2-BaO的 基本組成，并優(yōu)化和含有Ta205、WO3> F等成分，不含Sb203、Bi203、SiO2及價(jià)格昂貴的Ge02、 Cs2O等成分，可得到所要求的折射率和色散值，且適于漏料成型和二次模壓的玻璃，通過(guò)此 發(fā)現(xiàn)獲得了本專利技術(shù)。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是一種磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其組分范圍按重量 百分比以氧化物計(jì)含有20 32% P2O5 ；35 55% Nb2O5 ；大于0但不大于15% TiO2 ；大于 0但不大于18% K2O ；大于0但不大于22% BaO ；大于0但不大于8% Ta2O5 ；大于0但不大 于 10% WO3 ;0. 5 5% F ；還進(jìn)一步含有0 5% B2O3 ；0 10% Na2O ；0 3% Li2O ；0 3% CaO ；0 3% SrO ；0 3% ZnO ；0 3% Zr02。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案中所述的組分范圍可以按重量百分比以氧化物計(jì)含有 20 30% P2O5 ；35 50% Nb2O5 ；大于0但不大10% TiO2 ；大于0但不大于15% K2O ；大于 0但不大于20% BaO ；大于0但不大于6% Ta2O5 ；大于0但不大于8% WO3 ;0. 5 3% F ；還 進(jìn)一步含有0 3% B2O3 ；0 8% Na2O ；0 2% Li2O ；0 2% CaO ；0 2% SrO ；0 2% ZnO ；0 2% Zr02。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案中所述的Nb205+Ta205的量為40 55%。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案中所述的Ca0+Sr0+Zn0+&02的量為0 8%。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案中所述的P205+Nb205+Ti02+K20+Ba0+Ta205+W03的量為90% 以上。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案中所述的P205+Nb205+Ti02+K20+Ba0+Ta205+W03的量為95% 以上。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案中所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃的折射率(nd)為1. 80或更大， 阿貝數(shù)(ud)為23或更小，且在440nm或更短的波長(zhǎng)處達(dá)70%的透過(guò)率。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案中所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃經(jīng)過(guò)漏料成型而成為模壓用玻 璃材料。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案中所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃的適用于模壓成型，經(jīng)二次加熱 模壓而成為光學(xué)元件。通過(guò)權(quán)利要求書(shū)中所描述本專利技術(shù)的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了上述目的。具體地講，提供一種 新型磷酸鹽光學(xué)玻璃，其包括以下成分(以氧化物計(jì)算的重量百分比)20 32%P205 ; 35 55% Nb2O5 ；大于0但不大于15% TiO2 ；大于0但不大于18% K2O ；大于0但不大于 22% BaO ；大于0但不大于8% Ta2O5 ；大于0但不大于10% WO3 ；0. 5 5% F。還進(jìn)一步含 有0 5 % B2O3 ；0 10 % Na2O ；0 3 % Li20 ；0 3 % CaO ;0 3 % SrO ;0 3 % ZnO ； 0 3% &02。為滿足物化性能要求，P2O5> Nb2O5, TiO2, K2O, BaO及Ta205、WO3的總含量?jī)?yōu)選 90 %以上，更優(yōu)選95 %或更多，且含有特定F成分。含特定F成分的本專利技術(shù)光學(xué)玻璃是在不含Sb2O3成分的狀態(tài)中，給熔煉工藝提供一 種加速澄清的條件。在這種工藝狀態(tài)下，還可在攪拌前通入一種氣體，以保持玻璃態(tài)在氧化氣氛下熔 煉，以減弱玻璃的著色。本專利技術(shù)所提供用于模壓的型料玻璃，是將充分澄清和均化的玻璃態(tài)連續(xù)從漏料管 流入特定模具中成型，通過(guò)冷卻固化到模具中并以平板形式予以擴(kuò)展玻璃態(tài)，并牽引入網(wǎng) 帶退火爐退火，然后按所需尺寸下料，由此獲得模壓用成型玻璃材料。對(duì)于模壓的光學(xué)元件和切片用成型玻璃在經(jīng)特殊的熱處理，可得到恒定和一致的 透過(guò)率。下面對(duì)所提供的玻璃成分及含量范圍予以說(shuō)明，在下文中用％表示的引入量在磷酸鹽玻璃中，P2O5是玻璃形成體，與SiO2相比，P2O5更能熔解難熔氧化物，熔化 溫度更低，而且更能顯示出高的透過(guò)率。因此在本專利技術(shù)中的引入量不能少于18%，但如含量 超過(guò)32%時(shí)，將難以獲得高折射率的性能。因此，P2O5的引入量選擇18 32%，更優(yōu)選為 20 30%B2O3具有提高玻璃耐失透性的作用，在P2O5-Nb2O5-TiO2-K2O-BaO的玻璃中，適量引 入B2O3時(shí)可顯著改善玻璃耐失透性。在本專利技術(shù)中，當(dāng)B2O3的弓I入量超過(guò)5 %時(shí)，不僅難以獲 得高折射率、高色散的性能，同時(shí)玻璃也將會(huì)產(chǎn)生著色。因此B2O3引入量的上限值優(yōu)選在為 5 %以內(nèi)，更優(yōu)選在3 %以內(nèi)，其下限值也可以是零。Nb2O5是用于獲得高折射率和高色散的必需成本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其組分范圍按重量百分比以氧化物計(jì)含有：２０～３２％Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］；３５～５５％Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］；大于０但不大于１５％ＴｉＯ↓［２］；大于０但不大于１８％Ｋ↓［２］Ｏ；大于０但不大于２２％ＢａＯ；大于０但不大于８％Ｔａ↓［２］Ｏ↓［５］；大于０但不大于１０％ＷＯ↓［３］；０．５～５％Ｆ；還進(jìn)一步含有：０～５％Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］；０～１０％Ｎａ↓［２］Ｏ；０～３％Ｌｉ↓［２］Ｏ；０～３％ＣａＯ；０～３％ＳｒＯ；０～３％ＺｎＯ；０～３％ＺｒＯ↓［２］。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧和平，張衛(wèi)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖北新華光信息材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：42[中國(guó)|湖北]